Simcenter Amesim es un software de simulación comercial para el modelado y análisis de sistemas multidominio. Es parte del dominio de la ingeniería de sistemas y pertenece al campo de la ingeniería mecatrónica .
Desarrollador (es) | Software PLM de Siemens |
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Versión inicial | 1995 |
Lanzamiento estable | Simcenter Amesim 2020.1 |
Plataforma | Multiplataforma |
Disponible en | Inglés , chino |
Tipo | modelado , simulación , interfaz gráfica de usuario |
Licencia | Propiedad |
El paquete de software es un conjunto de herramientas que se utilizan para modelar, analizar y predecir el rendimiento de los sistemas mecatrónicos . Los modelos se describen mediante ecuaciones analíticas no lineales dependientes del tiempo que representan el comportamiento hidráulico, neumático, térmico, eléctrico o mecánico del sistema. En comparación con 3D CAE modelar este enfoque da la capacidad de simular el comportamiento de los sistemas antes detallada CAD geometría está disponible, por lo que se utiliza más temprano en el ciclo de diseño del sistema o V-Modelo .
Para crear un modelo de simulación para un sistema, se utiliza un conjunto de bibliotecas que contienen componentes predefinidos para diferentes dominios físicos . Los iconos del sistema deben estar conectados y para ello cada icono tiene puertos, los cuales tienen varias entradas y salidas. La causalidad se refuerza vinculando las entradas de un icono a las salidas de otro icono (y viceversa).
Las bibliotecas Simcenter Amesim están escritas en lenguaje C y también son compatibles con Modelica [1], que es un lenguaje basado en ecuaciones no patentado y orientado a objetos para modelar sistemas físicos complejos que contienen, por ejemplo, mecánico, eléctrico, electrónico, hidráulico, térmico, control, energía eléctrica o subcomponentes orientados al proceso. El software se ejecuta en plataformas Linux y Windows .
Simcenter Amesim es parte de la cartera de Siemens PLM Software Simcenter. Esto combina simulación 1D, CAE 3D y pruebas físicas con informes inteligentes y análisis de datos. Esta cartera está destinada al desarrollo de productos complejos que incluyen sistemas inteligentes, mediante la implementación de un enfoque de análisis de ingeniería predictiva . [2]
Historia
El software Simcenter Amesim fue desarrollado por Imagine SA, una empresa que fue adquirida en junio de 2007 por LMS International , que a su vez fue adquirida en noviembre de 2012 por Siemens AG . La empresa Imagine SA fue creada en 1987 por el Dr. Michel Lebrun de la Universidad Claude Bernard en Francia, para controlar complejos sistemas dinámicos que acoplan servoactuadores hidráulicos con estructuras mecánicas de elementos finitos. El proyecto de ingeniería inicial involucró la elevación de la plataforma de las plataformas petroleras del Mar del Norte que se hundían Ekofisk . A principios de la década de 1990, la asociación con Pr CW Richards, [3] [4] procedente de la Universidad de Bath en Inglaterra, condujo al primer lanzamiento comercial de Simcenter Amesim en 1995, que luego se dedicó a los sistemas de control de fluidos. Simcenter Amesim es utilizado por empresas de la industria automotriz, [5] [6] [7] [8] aeroespacial [9] [10] [11] y otras industrias manufactureras avanzadas. [12] [13] [14]
Uso
Simcenter Amesim es un software multidominio . Permite vincular diferentes dominios de la física (hidráulico, neumático, mecánico, eléctrico, térmico, electromecánico). Se basa en la teoría del gráfico de Bond .
El modelado de un sistema se realiza en cuatro pasos:
- modo de boceto : en el que los diferentes componentes están vinculados,
- modo submodelo : en el que se elige el submodelo físico asociado a cada componente,
- modo de parámetros : en el que se establecen los parámetros para cada submodelo,
- modo de ejecución : en el que se inicia la simulación y se analizan los resultados.
Entre el modo submodelo y los parámetros, el modelo SimCenter AMESim se compila . En la plataforma Windows, Simcenter Amesim funciona con el compilador gratuito Gcc , que se proporciona con el software. También funciona con el compilador Microsoft Visual C ++ y su edición Express gratuita. Desde la versión 4.3.0, Simcenter Amesim usa el compilador Intel en todas las plataformas.
Instalaciones de la plataforma
Características de Simcenter Amesim:
- Instalaciones de la plataforma
- interfaz gráfica de usuario , ayuda interactiva, supercomponentes, variables posprocesadas , gestión de experimentos, metadatos , diseñador de gráficos de estado
- Herramientas de análisis
- editor de tablas, gráficos, tablero, animación 3D, reproducción de resultados, análisis lineal ( valores propios , formas modales , funciones de transferencia , lugar de raíces ), índice de actividad, cálculo de potencia y energía
- Optimización, robustez, DOE
- Diseño de Experimentos (estudio de parámetros, factorial completo, compuesto central), optimización (NLPQL, algoritmo genético ), Monte-Carlo (aleatorio, hipercubo latino, hipercubo latino optimizado, con distribución uniforme o gaussiana )
- Solucionadores y numéricos
- LSODA , DASSL, DASKR, solucionadores de pasos fijos, particiones discretas, procesamiento paralelo , cosimulaciones Simcenter Amesim / Simcenter Amesim
- Interfaces de software
- co-simulación genérica (para ser utilizado para co-simular con cualquier software acoplado a Simcenter Amesim), interfaz de maqueta funcional (exportación)
- MIL / SIL / HIL y en tiempo real
- planta / control ( interfaz Simulink , interfaz Labview ), varios objetivos en tiempo real (RT) (xPC, dSPACE , Opal-RT, LabVIEW , ETAS , ...)
- Secuencias de comandos del simulador
- funciones de scripting para pilotar las simulaciones (desde Microsoft Excel gracias a las subrutinas de Visual Basic proporcionadas , desde MATLAB , Scilab , Python ), API de circuito (para construir sus propias aplicaciones basadas en Simcenter Amesim en C y en versión Python), generador de archivos de script ( archivo de API de circuito escrito automáticamente desde el modelo existente)
- Personalización
- propias herramientas personalizadas de pre y posprocesamiento con python , asistente de llamada de script, editor de grupo de parámetros, diseñador de aplicaciones
- Plataforma Modelica
- compatibilidad con el lenguaje de modelado Modelica y compatibilidad con subconjuntos de la biblioteca estándar de Modelica (MSL) con herramientas dedicadas: editor modelica, asistente de importación modelica , compilador modelica, ensamblaje modelica
- CAE 1D / 3D
- Importación CAD (una herramienta integrada de lectura, procesamiento, extracción de parámetros y generación de bocetos CAD), co-simulación de software CFD ( Simcenter STAR-CCM + , Fluent , CFX , [Simcenter STAR-CD], Eole, ...), importación FEA de Base modal reducida con nodos de frontera predefinidos, cosimulación e importación / exportación de software MBS (Simcenter 3D o MSC.Adams)
- Desarrollo
- El usuario puede desarrollar sus propios submodelos, ensamblando diferentes submodelos estándar (supercomponente) usando la funcionalidad de Personalización de Componentes, o programándolos en C o en Fortran con Submodel Editor. Se proporciona el código fuente C de la mayoría de los submodelos estándar, lo que permite al usuario comenzar desde esta base para adaptarlos a sus necesidades.
Bibliotecas físicas
Para crear un modelo de simulación de sistema en Simcenter Amesim, se ensamblan componentes de diferentes dominios físicos. Las bibliotecas físicas se han desarrollado a través de servicios de ingeniería y asociaciones con clientes. En la versión 2019.1, Simcenter Amesim ofreció 48 bibliotecas (> 6500 modelos multifísicos) para responder a varios requisitos de aplicaciones.
Algunas bibliotecas de Simcenter Amesim:
- Control :
- Bibliotecas: señal y control, control de señal del motor
- Componentes: bloques continuos, tablas, funciones, lógicas, histéresis , señal discreta , enrutamiento, bus, componentes cíclicos, ...
- Electricidad :
- Bibliotecas: motores y accionamientos eléctricos, almacenamiento eléctrico, convertidores y conceptos básicos eléctricos, conversión eléctrica estática, electromecánica, electricidad automotriz, pila de combustible
- Componentes: resistor, inductor, condensador, transformador, batería, alternadores, máquinas síncronas, máquinas de inducción, máquinas de corriente continua, generadores, parque directo, parque inverso, rectificadores, inversores, choppers, graduadores, cables, fusibles, relés, ventiladores, sopladores, lámparas, sistemas de elevación de ventanas, bobinas magnéticas, airgaps, fugas, actuadores piezoeléctricos, ...
- Mecánica :
- Bibliotecas: mecánica 1D, mecánica 2D, mecánica 3D, levas y seguidores, tren motriz, dinámica de vehículos
- Componentes: masas, muelles, amortiguadores, levas, balancines, seguidores, piñón y cremallera, tuerca roscada, tornillo sin fin, palancas, engranajes, cojinetes, juntas, acoplamientos, embragues, chasis, neumáticos, ...
- Fluidos :
- Bibliotecas: hidráulica, diseño de componentes hidráulicos, resistencia hidráulica, llenado, neumática, diseño de componentes neumáticos, mezcla de gases, aire húmedo
- Componentes: tanques, volúmenes, orificios, caídas de presión, codos, dilataciones, contracciones, unión en T, cojinetes, vástagos, carretes, pistones, gatos, diafragmas, fugas, juntas, ... tuberías hidráulicas / neumáticas con efecto de oleaje y agua. efecto martillo, mangueras flexibles, velocidad del sonido, golpes, ... base de datos de propiedades de fluidos y gases, ...
- Termodinámica :
- Bibliotecas: diseño de componentes térmicos, termohidráulicos, termohidráulicos, flujo bifásico, aire acondicionado, sistema de refrigeración, herramienta de montaje de intercambiadores de calor
- Componentes: capacidades térmicas, conducción, convección, radiación, intercambiadores, radiadores, condensadores, bombas, termostatos, compresores
- Motor de IC :
- Bibliotecas: unidad IFP, motor IFP, escape IFP, CFD1D
- Componentes: impulsores, cajas de cambios, cigüeñal, árbol de levas, cilindro, combustión, intercambiadores de calor de pared, vía de aire, válvulas de motor, compresores, turbocompresores, tuberías, inyectores, postratamiento, catalizador, ...
- Aeroespacial y Defensa :
- Bibliotecas: aeronáutica y espacio, turbinas de gas, sistemas de combustible de aeronaves, propulsión líquida, electricidad de aeronaves
- Componentes: definición de misión de vuelo, modelos de atmósfera, dinámica de vuelo (masa puntual, longitudinal, lateral, 6DOF), hélices (uso de XFOIL para calcular las características de sustentación y resistencia), compresores, turbinas, tanques de combustible con aceleración, orificios, válvulas de aleta, compresores / bombas / turbinas, cámaras de combustión, tobera, VFG eléctricos, transformadores rectificadores, cargas trifásicas, cargas genéricas DC ...
Educación e investigación
Simcenter Amesim es utilizado por escuelas de ingeniería y universidades. También es el marco de referencia para varios proyectos de investigación en Europa.
Historial de versiones
Nombre / Versión | Número de compilación | Fecha |
---|---|---|
AMESim | - | 1995 |
AMESim 1.0 | v100 | 1996 |
AMESim 1.5 | v150 | 1997 |
AMESim 2.0 | v200 | 1998 |
AMESim 2.5 | v250 | Abril de 1999 |
AMESim 3.0 | v300 | Junio de 2000 |
AMESim 3.5 | v350 | Mayo de 2001 |
AMESim 4.0 | v400 | Marzo de 2002 |
AMESim 4.1 | v410 | Abril de 2003 |
AMESim 4.2 | v420 | Septiembre de 2004 |
AMESim 4.3 | v430 | Octubre de 2005 |
AMESim Rev 7A | v700 | Abril de 2007 |
AMESim Rev 7B | v710 | Diciembre de 2007 |
AMESim Rev 8A | v800 | Junio de 2008 |
AMESim Rev 8B | v810 | Diciembre de 2008 |
AMESim Rev 9 | v900 | Noviembre de 2009 |
AMESim Rev 10 | v1000 | Noviembre de 2010 |
AMESim Rev 11 | v1100 | Noviembre de 2011 |
AMESim Rev 12 | v1200 | Marzo de 2013 |
AMESim Rev 13 | v1300 | diciembre 2013 |
LMS Imagine.Lab Amesim 14 | v1400 | Febrero de 2015 |
LMS Imagine.Lab Amesim 15 | v1501 | Julio de 2016 |
Simcenter Amesim 16 | v1600 | Enero de 2018 |
Simcenter Amesim 17 | v17 | Octubre de 2018 |
Simcenter Amesim 2019.1 | v2019.1 | Abril de 2019 |
Ver también
- Diseño basado en modelos
- Modelo de elementos agrupados
- Modelo de elementos distribuidos
- Gráficos de bonos
- Mecatrónica
- Teoría de control
- Computación en tiempo real
- Simulación de hardware en el bucle
- Ingeniería de Sistemas
- Simulink
- 20-sim
- Wolfram SystemModeler
Referencias
- ^ "Modelica y la Asociación Modelica" .
- ^ "Siemens PLM Software Simcenter" .
- ^ Sanada, K., Richards, CW, Longmore, DK, Johnston, DN y Burrows, CR (1993). Requisitos prácticos para modelar la dinámica de tuberías hidráulicas . 2º Simposio Internacional JHPS sobre Fluid Power.CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ Tilley, DG, Richards, CW, Tomlinson, SP y Burrows, CR (1991). Papel de la simulación en el diseño de sistemas de potencia fluida . Simposio de la IFAC sobre Diseño Asistido por Computadora en Sistemas de Control.CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ Zhang Dong-xu; Zeng Xiao-hua; Wang Peng-yu; Wang Qing-nian (2009). Co-simulación con Amesim y MATLAB para acoplamiento dinámico diferencial de vehículo eléctrico híbrido . Simposio de vehículos inteligentes, 2009 IEEE. doi : 10.1109 / IVS.2009.5164373 .
- ^ Guizhi Sun; Minxiang Wei; Jinju Shao; Hombre Pei (2007). Modelado y simulación del tren motriz automotriz basado en Amesim . Conferencia de Ingeniería Automotriz SAE Asia Pacífico.
- ^ CHEN Fei; SUN Ren-yun; CHEN You-rong; SHAN Yu-mei (2009). "Investigación de control de bucle cerrado para inyección de motor de GNC basado en Amesim / Simlink" . Revista de la Universidad de Xihua (Edición de Ciencias Naturales) .
- ^ Integración del modelo de motor físico Amesim en hardware en el entorno de bucle, dedicado a las pruebas de la unidad de control del motor . Congreso y Exposición Mundial SAE. 2007.
- ^ LI Kuo, GUO Ying-Qing (Facultad de Ingeniería Eléctrica y Energía, Universidad Politécnica del Noroeste, Xi'an Shanxi 710072, China) (2009). "Aplicación de Amesim en Aero-Power Plant System" . Simulación por computadora .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ GUO Jun; WU Yafeng; CHU Nisheng (2006). "Aplicación de Amesim en sistema hidráulico de aeronaves" . Ingeniería asistida por ordenador .
- ^ PAN Hui; ZHANG Li-hui (2011). "Aplicación de Amesim en la simulación dinámica de características del sistema de motor de cohete líquido" . Revista de propulsión de cohetes .
- ^ Wang Tao Tao Wei (rama oeste de la Universidad de Tecnología de Zhejiang) (2008). "Simulación de movimiento y control de excavadora hidráulica basados en Amesim" . Mina de metal .
- ^ "Robusto control de seguimiento de trayectoria de la cuchara de excavadora hidráulica" . Revista de la Universidad de Jilin (Edición de Ingeniería y Tecnología) . 2006.
- ^ Zhong Hua Huang; Hong Wei Gao; Ya Xie (2012). "Diseño de sistema de carga hidráulica de banco de pruebas de excavadora híbrida" . Investigación avanzada de materiales . Diseños e investigaciones avanzados para la fabricación: 1322-1325.